基于零控脱靶量的大气层外拦截中制导研究 被引量：9

1

作者 汤一华 陈士橹 万自明 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2007年第3期34-37,共4页

针对大气层外拦截中段采用耗尽关机固体燃料发动机的情况,设计了基于零控脱靶量的鲁棒中制导律。推导了系统状态转移矩阵,通过数值方法求解得到考虑地球扁率J2摄动项的拦截器零控脱靶状态,在此基础上将推力分解到视线方向和垂直视线方向... 针对大气层外拦截中段采用耗尽关机固体燃料发动机的情况,设计了基于零控脱靶量的鲁棒中制导律。推导了系统状态转移矩阵,通过数值方法求解得到考虑地球扁率J2摄动项的拦截器零控脱靶状态,在此基础上将推力分解到视线方向和垂直视线方向,并根据垂直视线方向需要速度增量大小设计了推力分配比例系数,使得推力方向平稳变化且能快速减小系统的零控脱靶量。仿真表明,所设计的中制导律简单、可靠,便于工程实现,能有效提高拦截精度,并对发动机工作参数具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 大气层外拦截 零控脱靶量 中制导 状态转移矩阵

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现实真比例导引拦截任意机动目标捕获区域 被引量：6

2

作者 白志会 黎克波 +1 位作者 苏文山 陈磊 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期332-342,共11页

主动机动突防技术的发展给大气层外动能拦截带来了严重困难。假设目标机动加速度方向垂直于弹目视线、形式任意且有界,分析了用于大气层外拦截制导的现实真比例导引律(RTPN)对该任意机动目标的捕获区域。首先在考虑拦截器存在机动过载... 主动机动突防技术的发展给大气层外动能拦截带来了严重困难。假设目标机动加速度方向垂直于弹目视线、形式任意且有界,分析了用于大气层外拦截制导的现实真比例导引律(RTPN)对该任意机动目标的捕获区域。首先在考虑拦截器存在机动过载饱和限制的情况下,推导了比例导引系数的选择范围,可使RTPN的制导指令加速度在拦截过程中不超过拦截器饱和过载;其次基于不等式分析方法,在不考虑拦截器过载限制时,推导了RTPN对任意机动目标的捕获区域;然后结合拦截器机动过载限制,推导了RTPN对任意机动目标的更加实用的捕获区域;最后通过数值仿真算例,验证了所提出的理论。 展开更多

关键词 大气层外拦截 任意机动目标 现实真比例导引律 饱和过载限制 捕获区域

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一种改进的比例导引规律的设计与仿真 被引量：3

3

作者 袁泉 赵秀娜 +1 位作者 马宏绪 黄茜薇 《计算机仿真》 CSCD 2007年第7期65-68,共4页

由于经典比例导引规律对大气层外高性能目标的命中精度不理想,文中就此问题提出了一种改进的比例导引规律。该导引规律的改进之处有两点:①提出了目标飞行弹道的预估算法,保证了导弹对目标位置和速度的实时预估,解决了红外导引头带宽限... 由于经典比例导引规律对大气层外高性能目标的命中精度不理想,文中就此问题提出了一种改进的比例导引规律。该导引规律的改进之处有两点:①提出了目标飞行弹道的预估算法,保证了导弹对目标位置和速度的实时预估,解决了红外导引头带宽限制的问题;②以减小脱靶量为指标,提出了较优导航比例系数的搜索算法,解决了弹体可用过载限制的问题。仿真结果表明,这种改进的比例导引规律对高性能目标能够取得较高的命中精度,相比经典的比例导引规律有很大的性能改善。 展开更多

关键词 大气层外拦截 红外导引头 比例导引规律 弹道预估 过载

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三维真比例导引律大气层外拦截真任意机动目标的性能分析 被引量：1

4

作者 黎克波 梁彦刚 +1 位作者 苏文山 陈磊 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期115-116,共2页

大气层外动能拦截技术是弹道导弹防御技术研究的重难点问题.由于外层空间可以忽略气动力影响,动能拦截器通常采用真比例导引律(true proportional navigation,TPN)进行制导控制.TPN指令加速度方向垂直于当前弹目视线(line-of-sight,LOS)... 大气层外动能拦截技术是弹道导弹防御技术研究的重难点问题.由于外层空间可以忽略气动力影响,动能拦截器通常采用真比例导引律(true proportional navigation,TPN)进行制导控制.TPN指令加速度方向垂直于当前弹目视线(line-of-sight,LOS),大小与视线转率成正比,具有结构简单、易于实现、鲁棒性好等优点。 展开更多

关键词 大气层外拦截 比例导引律 机动目标 动能拦截器 性能 维真 视线转率 动力影响

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基于时间最优的大气层外拦截律设计

5

作者 夏喜旺 荆武兴 《上海航天》 2012年第5期25-28,35,共5页

针对大气层外拦截提出了一种基于拦截时间最短的拦截律。根据最优控制理论由相对运动参数确定拦截弹时间最优的推进方向,用变结构控制理论调整拦截弹姿态角以跟踪指令姿态角,拦截弹沿体轴方向持续推进直至拦截结束。拦截律要求控制器在... 针对大气层外拦截提出了一种基于拦截时间最短的拦截律。根据最优控制理论由相对运动参数确定拦截弹时间最优的推进方向,用变结构控制理论调整拦截弹姿态角以跟踪指令姿态角,拦截弹沿体轴方向持续推进直至拦截结束。拦截律要求控制器在较短的时间完成对指令姿态角的跟踪后即停止工作。仿真结果表明:拦截律有很好的拦截精度,可引导拦截弹对目标实施碰撞杀伤。 展开更多

关键词 时间最优 大气层外拦截 变结构控制 末制导

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大气层外加速拦截导弹自适应滑模制导律

6

作者 花文华 张金鹏 赤丰华 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2020年第12期11-14,共4页

针对大气层外拦截目标时导弹无气动力可用的问题,设计了一种加速导弹自适应滑模制导律,导弹可通过固定的轴向加速度配合相应的姿态变化实现对目标的拦截。定义零效脱靶量作为滑模面进行制导律的推导,制导律确定性控制部分用于消除视线... 针对大气层外拦截目标时导弹无气动力可用的问题,设计了一种加速导弹自适应滑模制导律,导弹可通过固定的轴向加速度配合相应的姿态变化实现对目标的拦截。定义零效脱靶量作为滑模面进行制导律的推导,制导律确定性控制部分用于消除视线旋转的影响,减少脱靶量;而不确定性控制部分自适应外部干扰,如目标机动的影响,保证趋于滑模面的速度和稳定性。所设计的制导律可转化为姿态控制问题,适用于具有姿控装置的大气层外拦截导弹。针对所推导的滑模制导律进行了数字仿真和分析,结果表明,该制导律具有良好的鲁棒性和弹道特性,可实现对目标的有效拦截。 展开更多

关键词 变速导弹 滑模控制 大气层外拦截 自适应控制 姿态控制

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提高零控脱靶量预测精度的一种方法

7

作者 姬晓琴 崔鑫水 《空间控制技术与应用》 2012年第2期24-29,共6页

对于大气层外拦截问题中以零控脱靶量(ZEM—zero effort miss)作为指标的预测制导方法,其ZEM的预测精度直接影响到最终的拦截任务.在线性化平方反比引力模型下,给出了基于目标轨道坐标系的ZEM预测算法,导出ZEM发生条件,并提出一种提高ZE... 对于大气层外拦截问题中以零控脱靶量(ZEM—zero effort miss)作为指标的预测制导方法,其ZEM的预测精度直接影响到最终的拦截任务.在线性化平方反比引力模型下,给出了基于目标轨道坐标系的ZEM预测算法,导出ZEM发生条件,并提出一种提高ZEM预测精度的方法,即通过初值轨道角速率的选取可明显改善算法的预测精度.同时将该算法与地心赤道惯性坐标系下的ZEM预测算法进行了比较研究,数学仿真结果表明该预测算法精度较高,具有一定的工程应用价值. 展开更多

关键词 大气层外拦截 零控脱靶量 ZEM预测算法 相对运动 目标轨道坐标系

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大气层外拦截器末段轨控发动机开关控制律 被引量：9

8

作者 刘世勇 吴瑞林 周伯昭 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第B10期106-109,共4页

针对处于末段飞行的大气层外拦截器设计了轨控发动机开关控制律。拦截器在飞行过程中轨控推力以持续定常方式或小脉冲方式施加在垂直视线的方向,目标具有一定的机动能力。首先分析了拦截器轨控推力作用下视线转率的变化规律,在此基础上... 针对处于末段飞行的大气层外拦截器设计了轨控发动机开关控制律。拦截器在飞行过程中轨控推力以持续定常方式或小脉冲方式施加在垂直视线的方向,目标具有一定的机动能力。首先分析了拦截器轨控推力作用下视线转率的变化规律,在此基础上,根据脱靶量的要求设计了拦截器轨控发动机开关控制律,其中考虑了目标机动、瞄准点切换以及小脉冲工作方式对视线转率的影响。仿真表明了该控制律理论上的可行性。 展开更多

关键词 大气层外拦截器 末段飞行 视线转率

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大气层外拦截弹中段制导研究 被引量：10

9

作者 刘世勇 吴瑞林 周伯昭 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期156-163,共8页

大气层外拦截弹中制导的终端约束是拦截弹处于零控拦截流形上。针对目标与拦截弹引力加速度差的几种简化模型,推导了相应的零控拦截流形表达式,并进行了定量的精度分析。在此基础上,针对耗尽关机的固体燃料发动机,设计了基于剩余速度增... 大气层外拦截弹中制导的终端约束是拦截弹处于零控拦截流形上。针对目标与拦截弹引力加速度差的几种简化模型,推导了相应的零控拦截流形表达式,并进行了定量的精度分析。在此基础上,针对耗尽关机的固体燃料发动机,设计了基于剩余速度增量的制导律。通过构造虚拟剩余速度增量映射避免了剩余速度增量带来的计算奇异,并提高了制导精度对装药燃速偏差的鲁棒性。仿真表明,采用该制导律推力方向平稳,制导精度与相应的零控拦截流形精度相当且鲁棒性好。 展开更多

关键词 大气层外拦截弹 零控拦截流形 耗尽关机 中段制导

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基于拦截点的大气层外拦截弹中制导 被引量：4

10

作者 刘世勇 吴瑞林 周伯昭 《航天控制》 CSCD 北大核心 2005年第2期54-58,共5页

针对拦截点给定的情况讨论了大气层外拦截弹中制导律的设计。证明显式制导的最优性,推导出常值引力场与平方反比引力场假设下拦截弹需要速度的表达式,分析了采用显式制导时推力方向在邻近关机时变化剧烈的原因,并通过构造需要速度的虚... 针对拦截点给定的情况讨论了大气层外拦截弹中制导律的设计。证明显式制导的最优性,推导出常值引力场与平方反比引力场假设下拦截弹需要速度的表达式,分析了采用显式制导时推力方向在邻近关机时变化剧烈的原因,并通过构造需要速度的虚拟映射进行了改进。仿真表明,采用改进的显式制导,发动机工作时间有所增加,但邻近关机时推力方向平稳。 展开更多

关键词 大气层外拦截弹 拦截点 中程制导

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大气层外拦截器关机基准制导法研究 被引量：5

11

作者 刘世勇 吴瑞林 周伯昭 《航天控制》 CSCD 北大核心 2004年第2期24-28,共5页

大气层外拦截问题中 ,针对拦截弹飞行中段采用工作时间固定的固体燃料发动机的情况 ,提出一种关机基准中段制导方法。当发动机的推力特性给定时 ,通过估计关机时刻目标相对于拦截弹的运动状态 ,按照关机时刻相对速度垂直于视线方向的分... 大气层外拦截问题中 ,针对拦截弹飞行中段采用工作时间固定的固体燃料发动机的情况 ,提出一种关机基准中段制导方法。当发动机的推力特性给定时 ,通过估计关机时刻目标相对于拦截弹的运动状态 ,按照关机时刻相对速度垂直于视线方向的分量为零的原理来确定推力矢方向。仿真计算表明 ,对于拦截近程弹道目标的情况 。 展开更多

关键词 关机基准制导 大气层外拦截器 中段制导 拦截弹 导弹防御

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大气层外拦截弹基于方位测量的被动测距 被引量：5

12

作者 刘世勇 吴瑞林 周伯昭 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期307-313,共7页

针对测量信息为视线角或视线转率的大气层外拦截弹研究了被动测距问题。依据可观性本质构造了相对距离的可观性指标,推导了可观性指标的解析表达式,在此基础上分析了影响相对距离可观性的因素,并进行了仿真验证。研究表明:接近速度越小... 针对测量信息为视线角或视线转率的大气层外拦截弹研究了被动测距问题。依据可观性本质构造了相对距离的可观性指标,推导了可观性指标的解析表达式,在此基础上分析了影响相对距离可观性的因素,并进行了仿真验证。研究表明:接近速度越小,可观性越好;较大的轨控加速度有利于提高可观性;令正负向轨控发动机交替开启,使视线转率在零值附近振荡有利于测距误差收敛,但以视线角为测量信息时,视线转率振荡范围不宜过小。 展开更多

关键词 大气层外拦截弹 被动测距 可观性

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大气层外拦截器单轴定向姿态控制律 被引量：3

13

作者 刘世勇 吴瑞林 周伯昭 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2005年第3期70-74,共5页

针对单轴定向大气层外拦截器设计了一种姿态控制律。拦截器简化为轴对称刚体,利用安装在弹体尾部的“+”形组合六喷嘴发动机提供控制力矩。由于姿控系统难以同时进行偏航和滚动控制,根据拦截器单轴定向体坐标系不唯一的特点,通过合理选... 针对单轴定向大气层外拦截器设计了一种姿态控制律。拦截器简化为轴对称刚体,利用安装在弹体尾部的“+”形组合六喷嘴发动机提供控制力矩。由于姿控系统难以同时进行偏航和滚动控制,根据拦截器单轴定向体坐标系不唯一的特点,通过合理选择目标坐标系实现了偏航和滚动通道的分时控制。设计了姿控发动机开关控制律,分析了系统在控制律作用下的稳定性并进行了仿真验证。 展开更多

关键词 大气层外拦截器 单轴定向 姿态控制律

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大气层外拦截弹末段修正能力分析 被引量：4

14

作者 吴启星 刘世勇 张为华 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2007年第4期178-180,184,共4页

基于拦截末段相对运动动力学对大气层外拦截弹末段修正能力进行了分析。研究表明:当装药燃烧时间等于待飞时间时,拦截弹可消除的最大零控脱靶量可用结构加速度、待飞时间与燃料比冲的解析表达式描述,且是三者的单调增函数。若以导数最... 基于拦截末段相对运动动力学对大气层外拦截弹末段修正能力进行了分析。研究表明:当装药燃烧时间等于待飞时间时,拦截弹可消除的最大零控脱靶量可用结构加速度、待飞时间与燃料比冲的解析表达式描述,且是三者的单调增函数。若以导数最大值为影响拦截弹修正能力大小的指标,则待飞时间影响最大,燃料比冲影响最小,结构加速度的影响介于二者之间;当装药燃烧时间小于待飞时间时,拦截弹可消除的最大零控脱靶量不仅与结构加速度、待飞时间和燃料比冲有关,还与发动机可持续燃烧时间有关,可用四者的解析表达式描述。 展开更多

关键词 大气层外拦截弹 修正能力 零控脱靶量

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拦截大气层外机动目标的模糊导引规律 被引量：4

15

作者 田源 王俊波 任章 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期816-820,共5页

针对大气层外机动目标的拦截问题,分析了轨控发动机作用下拦截器与目标的相对运动规律,并据此提出了拦截能力的估计方法.根据轨控发动机能够修正的视线转率上限和最短工作时间设计了开机曲线.结合开机曲线和拦截能力的估算方法提出了基... 针对大气层外机动目标的拦截问题,分析了轨控发动机作用下拦截器与目标的相对运动规律,并据此提出了拦截能力的估计方法.根据轨控发动机能够修正的视线转率上限和最短工作时间设计了开机曲线.结合开机曲线和拦截能力的估算方法提出了基于模糊逻辑的导引规律.该导引规律根据专家经验制定模糊规则,利用相对距离和拦截能力作为模糊推理系统的输入对发动机的开机曲线进行调整,结合继电器方式的发动机开关机规律形成制导指令.针对两种典型的目标机动方式,通过仿真验证了该导引规律对机动目标进行拦截的有效性. 展开更多

关键词 大气层外拦截器 末制导律 机动目标 模糊逻辑

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大气层外拦截弹中段耗尽关机制导律 被引量：3

16

作者 刘世勇 吴瑞林 周伯昭 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2005年第1期54-57,共4页

针对采用燃料耗尽方式关机且具有持续定常推力的大气层外拦截弹设计了中段制导律。假设拦截弹在关机后的无控滑行段中与目标相对距离不大,拦截弹与目标的引力加速度差近似为零,则拦截弹中制导的终端约束条件为视线转率为零。根据终端约... 针对采用燃料耗尽方式关机且具有持续定常推力的大气层外拦截弹设计了中段制导律。假设拦截弹在关机后的无控滑行段中与目标相对距离不大,拦截弹与目标的引力加速度差近似为零,则拦截弹中制导的终端约束条件为视线转率为零。根据终端约束推导了推力定向解析表达式,分析了推力定向计算过程中存在的问题,并做了相应的改进。仿真表明,这种制导律具有计算简单、计算无奇异的特点,且在拦截近程弹道导弹时精度较高且鲁棒性好。 展开更多

关键词 大气层外拦截弹 耗尽关机 中制导律

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大气层外拦截器偏置导引律设计 被引量：2

17

作者 王珂 党琳 《航空兵器》 2013年第5期26-29,共4页

为了实现在拦截末端对目标的观测,针对导引头安装在导弹头部的大气层外拦截器设计了偏置导引律。首先分析了拦截器姿控能力、视线转率和偏置距离之间的关系,然后在考虑弹—目相对距离的估计误差和视线转率测量噪声的条件下,通过预测控... 为了实现在拦截末端对目标的观测,针对导引头安装在导弹头部的大气层外拦截器设计了偏置导引律。首先分析了拦截器姿控能力、视线转率和偏置距离之间的关系,然后在考虑弹—目相对距离的估计误差和视线转率测量噪声的条件下,通过预测控制方法设计了对于视线转率和弹—目相对距离误差鲁棒性强的导引律。仿真结果表明,在视线转率和弹—目相对距离测量不准确的情况下,应用该导引律能够实现偏置观测。 展开更多

关键词 大气层外拦截器 偏置导引律 预测控制 偏置观测

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大气层外拦截弹末制导段的目标搜索算法 被引量：2

18

作者 刘世勇 吴瑞林 周伯昭 《飞行力学》 CSCD 2004年第4期37-40,共4页

以搜索时间最短为设计指标,根据目标相对于拦截弹方向的概率分布,设计了一种搜索算法。分析了采用该搜索算法时,搜索范围、搜索时间以及拦截弹视场角与算法中调节系数的关系。给出了典型情况下的仿真算例,并利用统计方法分析了目标相对... 以搜索时间最短为设计指标,根据目标相对于拦截弹方向的概率分布,设计了一种搜索算法。分析了采用该搜索算法时,搜索范围、搜索时间以及拦截弹视场角与算法中调节系数的关系。给出了典型情况下的仿真算例,并利用统计方法分析了目标相对于拦截弹方向的概率分布的标准差对搜索时间期望值的影响。仿真表明了该搜索算法的有效性。 展开更多

关键词 大气层外拦截弹 末段飞行 搜索算法

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大气层外拦截器末段轨控方案分析 被引量：2

19

作者 吴启星 刘世勇 张为华 《航天控制》 CSCD 北大核心 2007年第3期17-22,32,共7页

针对采用固体推进剂动力系统的大气层外拦截器,从动力学角度分析了其末段飞行的轨控方案。首先推导了实现给定精度拦截时视线转率的控制范围,之后从提高被动测距可观性的角度给出了轨控发动机控制方式。根据系统延迟和采样频率对控制进... 针对采用固体推进剂动力系统的大气层外拦截器,从动力学角度分析了其末段飞行的轨控方案。首先推导了实现给定精度拦截时视线转率的控制范围,之后从提高被动测距可观性的角度给出了轨控发动机控制方式。根据系统延迟和采样频率对控制进行了修正,并讨论了发动机喷嘴开关对轨控推力大小的影响。最后进行了仿真验证。 展开更多

关键词 大气层外拦截器 轨控方案 固体推进剂

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大气层外拦截弹中段制导方法研究 被引量：2

20

作者 刘世勇 吴瑞林 周伯昭 《飞行力学》 CSCD 2004年第1期64-67,共4页

针对大气层外拦截弹飞行中段采用固体燃料发动机,且关机后需要经过较长的无控滑行段才能进入末制导段的情况,提出一种基于拦截弹修正能力,且考虑无控滑行段拦截弹与目标引力差影响的中制导律。仿真表明,采用该制导律的拦截弹在发动机工... 针对大气层外拦截弹飞行中段采用固体燃料发动机,且关机后需要经过较长的无控滑行段才能进入末制导段的情况,提出一种基于拦截弹修正能力,且考虑无控滑行段拦截弹与目标引力差影响的中制导律。仿真表明,采用该制导律的拦截弹在发动机工作期间推力方向变化平稳,且可获得较高的制导精度。 展开更多

关键词 大气层外拦截弹 中段制导 设计 修正能力

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